[发明专利]一种可任意级联扩展的N环形腔超快全光纤激光器

说明书

本发明提供了一种可任意级联扩展的N环形腔超快全光纤激光器，包括多个环形腔、多个级联装置、多个泵浦光源，单个所述泵浦光源与对应的单个所述环形腔相连，相邻的两个所述环形腔通过单个所述级联装置相连；所述环形腔包括波分复用器、掺铒光纤、单模光纤、光耦合器、偏振控制器、可饱和吸收体，泵浦光源与所述波分复用器相连，波分复用器分别与掺铒光纤、可饱和吸收体相连，掺铒光纤分别与单模光纤、级联装置相连，可饱和吸收体与偏振控制器相连，偏振控制器与光耦合器相连，光耦合器分别与单模光纤、级联装置相连。本发明的有益效果是：1.实现多个结构相同的单位环形腔之间的级联；2.能实现同时输出相同或不同类型的光脉冲。

技术领域

本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种可任意级联扩展的N环形腔超快全光纤激光器。

背景技术

现有锁模光纤激光器的谐振腔结构主要有线性腔，单个环形腔，8字形腔以及改良后的9字形腔。以上谐振腔结构往往只能有单一的脉冲输出。

目前，基于线性腔，单个环形腔，8字形腔以及9字形腔的锁模光纤激光器往往只有一个输出端口，难以满足多通道通信、双通道激光雷达探测等多通道激光应用的功能要求。目前为实现多通道激光应用，主要有两种方法：使用耦合器等分光元件或多台激光器，但以上方法都有很大弊端。首先，使用耦合器等分光元件不但降低了激光脉冲输出能量，而且多个激光输出性质几乎相同。这难以满足同步通信和传感、不同波段的激光雷达以及其他非互易双通道激光应用的需求。其次，若同时使用多个激光器，缺点也是显而易见：多个激光器不仅增加了生产成本，而且由于激光仪器体积大，影响了实际使用的灵活性。

发明内容

本发明提供了一种可任意级联扩展的N环形腔超快全光纤激光器，包括多个环形腔、多个级联装置、多个泵浦光源，单个所述泵浦光源与对应的单个所述环形腔相连，相邻的两个所述环形腔通过单个所述级联装置相连；所述环形腔包括波分复用器、掺铒光纤、单模光纤、光耦合器、偏振控制器、可饱和吸收体，所述泵浦光源与所述波分复用器相连，所述波分复用器分别与所述掺铒光纤、所述可饱和吸收体相连，所述掺铒光纤分别与所述单模光纤、所述级联装置相连，所述可饱和吸收体与所述偏振控制器相连，所述偏振控制器与所述光耦合器相连，所述光耦合器分别与所述单模光纤、所述级联装置相连。

作为本发明的进一步改进，所述级联装置包括两个光纤环形器，其中一个所述光纤环形器分别与所述单模光纤、前一级所述环形腔的所述掺铒光纤、下一级所述环形腔的所述波分复用器相连，另一个所述光纤环形器分别与所述单模光纤、前一级所述环形腔的所述光耦合器、下一级所述环形腔的所述可饱和吸收体相连。

作为本发明的进一步改进，所述光纤环形器上分别设有第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口，其中一个所述光纤环形器上的所述第一输出端口与前一级所述环形腔的所述掺铒光纤相连，所述第二输出端口与所述单模光纤相连，所述第三输出端口与所述下一级所述环形腔的所述波分复用器相连；另一个所述光纤环形器的第一输出端口与下一级所述环形腔的所述可饱和吸收体相连，第二输出端口与所述单模光纤相连，第三输出端口与前一级所述环形腔的所述光耦合器相连。

作为本发明的进一步改进，所述泵浦光源其中心波长为976nm。

作为本发明的进一步改进，所述泵浦光源采用两台高稳定性的半导体激光器LD获得。

作为本发明的进一步改进，所述光耦合器耦合比为9:1。

作为本发明的进一步改进，所述波分复用器为980nm/1550nm波分复用器。

本发明的有益效果是：1.实现多个结构相同的单位环形腔之间的级联；2.能实现同时输出相同或不同类型的光脉冲，解决了现有激光器输出脉冲端口单一的问题；3.可以方便地与超快光纤激光器集成，降低生产成本，提高超快光纤激光器的抗干扰能力和使用寿命；4.提高输出脉冲的峰值功率和稳定性。

附图说明

图1是本发明基于光纤环形器的级联原理图；